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一種基于隱私集群元數(shù)據(jù)分離的云存儲隱私保護(hù)方法

文檔序號:9453378閱讀:583來源:國知局
一種基于隱私集群元數(shù)據(jù)分離的云存儲隱私保護(hù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于計算機(jī)云存儲技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種基于隱私集群元數(shù)據(jù)分離的云存儲隱私保護(hù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著信息時代的來臨,采用云存儲方式進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的存儲變得越來越普遍,云存儲技術(shù)在為人們帶來便利的同時,也產(chǎn)生了一些問題,其中一個最重要的風(fēng)險就是數(shù)據(jù)信息的安全性問題?,F(xiàn)有的云存儲的所有軟硬件都掌握在云存儲的管理者手中,每位云存儲使用者的數(shù)據(jù)信息對于管理者來說都是可見的,這就產(chǎn)生了一個極大的道德風(fēng)險。當(dāng)人們或者公司存儲一些很有商業(yè)價值或者隱私的數(shù)據(jù)時,該類風(fēng)險所帶來的損失將會是巨大的。因此,改變云存儲現(xiàn)有的一些模式,使得每位使用者的信息對于管理者來說是不可見的,從而達(dá)到規(guī)避該類風(fēng)險的目的,便有著極為重要的意義。
[0003]發(fā)明目的
本發(fā)明的目的在于:針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,而提供一種基于隱私集群元數(shù)據(jù)分離的云存儲隱私保護(hù)方法,其既能為用戶提供高效便捷的云存儲服務(wù),又保證了數(shù)據(jù)的隱私。
[0004]為了達(dá)到上述目的,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種基于隱私集群元數(shù)據(jù)分離的云存儲隱私保護(hù)方法,包括以下步驟:
在數(shù)據(jù)存儲階段:
利用云存儲技術(shù)搭建云平臺;
創(chuàng)建隱私集群,將每個隱私集群的主節(jié)點(diǎn)私有化成家庭隱私保險箱;
利用數(shù)據(jù)碎片化技術(shù),將需要存儲的數(shù)據(jù)按照家庭隱私保險箱上的數(shù)據(jù)碎片化策略劃分成若干數(shù)據(jù)碎片;
利用元數(shù)據(jù)分離技術(shù),創(chuàng)建隱私元數(shù)據(jù)表,將碎片化的基本數(shù)據(jù)按照隱私元數(shù)據(jù)表的數(shù)據(jù)描述上傳到云上對應(yīng)的隱私集群中的數(shù)據(jù)服務(wù)器上;
在讀取數(shù)據(jù)階段:
只有先在家庭隱私保險箱中取得元數(shù)據(jù)信息,才能在云上取回數(shù)據(jù)碎片恢復(fù)出數(shù)據(jù);容災(zāi)策略采用主節(jié)點(diǎn)也由多個設(shè)備組成的思想除配置隱私保險箱外,再配置一個災(zāi)備隱私保險箱,保證主節(jié)點(diǎn)正常運(yùn)行和元數(shù)據(jù)信息的完備;
通過上述對隱私集群的主節(jié)點(diǎn)的私有化,然后提供給各個云存儲使用者,從而人為將主節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分割,形成物理形式的隔離。
[0005]作為本發(fā)明基于隱私集群元數(shù)據(jù)分離的云存儲隱私保護(hù)方法的一種改進(jìn),隱私集群的創(chuàng)建方法為:當(dāng)包含有家庭隱私保險箱、災(zāi)備家庭隱私保險箱已經(jīng)云平臺分配的若干物理數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的物理環(huán)境就緒,云平臺的隱私集群創(chuàng)建引導(dǎo)程序配置出一個隱私集群,即隱私集群將會是一個跨域的集群,集群內(nèi)的主節(jié)點(diǎn)、從節(jié)點(diǎn)將分屬家庭用戶本地、云中心。針對家庭用戶為服務(wù)對象,在隱私集群配置時合理設(shè)置數(shù)據(jù)塊分塊大小,可以更加靈敏高效地服務(wù)于普通家庭用戶對于照片、音樂、文本文檔等小文件的存儲需求。每個云上的數(shù)據(jù)服務(wù)器上面部署數(shù)據(jù)服務(wù)程序為數(shù)據(jù)的存取服務(wù)。
[0006]作為本發(fā)明基于隱私集群元數(shù)據(jù)分離的云存儲隱私保護(hù)方法的一種改進(jìn),利用數(shù)據(jù)碎片化技術(shù)是指家庭隱私保險箱采用數(shù)據(jù)碎片化方法將原始數(shù)據(jù)拆分為若干數(shù)據(jù)碎片,并按照隱私集群的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的個數(shù)和負(fù)載情況,根據(jù)數(shù)據(jù)存儲策略制定出隱私元數(shù)據(jù)表,即描述數(shù)據(jù)碎片在分布式文件系統(tǒng)上存儲位置的描述信息;隱私元數(shù)據(jù)表存放在家庭隱私保險箱中,并且采用高穩(wěn)定性配置的備份策略備份到災(zāi)備家庭隱私保險箱。
[0007]作為本發(fā)明基于隱私集群元數(shù)據(jù)分離的云存儲隱私保護(hù)方法的一種改進(jìn),利用元數(shù)據(jù)分離技術(shù)是指碎片化的數(shù)據(jù)由家庭隱私保險箱通過網(wǎng)絡(luò)按照隱私元數(shù)據(jù)表的描述上傳到云上隱私集群中對應(yīng)的數(shù)據(jù)服務(wù)器上。碎片化的數(shù)據(jù)由家庭隱私保險箱通過網(wǎng)絡(luò)按照隱私元數(shù)據(jù)表的描述上傳到云上隱私集群中對應(yīng)的數(shù)據(jù)服務(wù)器上。隱私元數(shù)據(jù)表存放在家庭隱私保險箱和災(zāi)備家庭隱私保險箱中,云及其任何別的地方?jīng)]有隱私元數(shù)據(jù)表副本,從而保證數(shù)據(jù)安全性。
[0008]相對于現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明通過建立包括主節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)兩個物理系統(tǒng)的隱私集群,其中的主節(jié)點(diǎn)用于存儲元數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)用于存儲使用者的相關(guān)數(shù)據(jù)。并以每個隱私集群為一個單元,在保持?jǐn)?shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)不變的基礎(chǔ)上,通過對主節(jié)點(diǎn)的私有化,將每個主節(jié)點(diǎn)私有化成家庭隱私保險箱,然后提供給各個云存儲使用者,從而人為將主節(jié)點(diǎn)與數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)分割開來,形成物理形式的隔離。這樣,每個隱私集群便由一個私有化的主節(jié)點(diǎn)和若干個公用的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)組成。通過這個方式,主節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)不再由云存儲的管理者掌握,而是由每個存儲用戶自行掌握,保證了每位使用者的數(shù)據(jù)信息的安全性。
[0009]總的說來,本發(fā)明主要包括兩個創(chuàng)新:
一是在云上為每個用戶創(chuàng)建隱私集群,集群組成包括放在家庭本地的家庭隱私保險箱、災(zāi)備家庭隱私保險箱以及若干由云平臺分配的數(shù)據(jù)服務(wù)器,將元數(shù)據(jù)和基本數(shù)據(jù)分離進(jìn)行本地存儲;
二是采用有效的元數(shù)據(jù)災(zāi)備策略,既為用戶提供高效便捷的云存儲服務(wù),又保證了數(shù)據(jù)的隱私。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的隱私集群架構(gòu)圖;
圖2為本發(fā)明的隱私文件存儲的流程圖;
圖3為本發(fā)明的隱私文件讀取的流程圖;
圖4為采用本發(fā)明構(gòu)建的系統(tǒng)的整體架構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】,對本發(fā)明及其有益效果進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)的說明,但是,本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】并不限于此。
[0012]本發(fā)明通過采用隱私集群方式,采用主節(jié)點(diǎn)的私有化,完成新類型的云存儲,其中涉及到的技術(shù)主要包括:云存儲技術(shù)、隱私集群技術(shù)、元數(shù)據(jù)分離技術(shù)和數(shù)據(jù)碎片化技術(shù)。
[0013]1、云存儲
云存儲就是將儲存資源放到云上供人存取的一種新興方案,是本發(fā)明的整個系統(tǒng)環(huán)境,云存儲系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型由4層組成,包括數(shù)據(jù)存儲層、數(shù)據(jù)管理層、數(shù)據(jù)服務(wù)層和用戶訪問層,本發(fā)明主要在于改變云存儲中的數(shù)據(jù)存儲層和數(shù)據(jù)管理層系統(tǒng)。
[0014]1.1數(shù)據(jù)存儲層
存儲層是云存儲最為基礎(chǔ)的部分。數(shù)據(jù)存儲層采用基于P2P架構(gòu)的龐大節(jié)點(diǎn)數(shù)量和復(fù)雜編碼算法的多存儲服務(wù)器,存儲設(shè)備可以是FC光纖通道存儲設(shè)備,可以是NAS和iSCSI等IP存儲設(shè)備,也可以是SCSI或SAS等DAS存儲設(shè)備。云存儲中的存儲設(shè)備往往數(shù)量龐大且分布多不同地域,彼此之間通過廣域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)或者FC光纖通道網(wǎng)絡(luò)連接在一起。數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)分布于這類數(shù)據(jù)服務(wù)器中,本發(fā)明仍然依照現(xiàn)行的大部分做法,將多存儲服務(wù)器作為用戶公用部分。
[0015]1.2數(shù)據(jù)管理層
基礎(chǔ)管理層是云存儲最核心的部分,也是云存儲中最難以實(shí)現(xiàn)的部分?;A(chǔ)管理層通過集群、分布式文件系統(tǒng)和網(wǎng)格計算等技術(shù),實(shí)現(xiàn)云存儲中多個存儲設(shè)備之間的協(xié)同工作,使多個的存儲設(shè)備可以對外提供同一種服務(wù),并提供更大更強(qiáng)更好的數(shù)據(jù)訪問性能。主節(jié)點(diǎn)位于該層,為從節(jié)點(diǎn)的主控終端,完成數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的計算和調(diào)度輸出等進(jìn)程。本發(fā)明即主要改變本層的構(gòu)造,使得數(shù)據(jù)管理層中的元數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)從管理層中分離,然后放置于一個只有用戶才有得盒子中。
[0016]2、隱私集群
本發(fā)明中創(chuàng)建的隱私集群則是為每一個用戶創(chuàng)建一個集群,這個集群的元數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)在用戶本地,數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)則在云中。采用本技術(shù),將會保證數(shù)據(jù)的提取只能根據(jù)主節(jié)點(diǎn)的命令,而不能通過其他方式進(jìn)行偷竊。
[0017]本發(fā)明采用隨機(jī)算法選擇數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)數(shù)目,設(shè)有N臺存放用戶數(shù)據(jù)的服務(wù)器(因為主節(jié)點(diǎn)分離,所以不再需要用于存儲主節(jié)點(diǎn)的服務(wù)器),每次可選取h < k < k2(k2?N)個數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn),那么則有CklN+..*+Ck2N種選擇辦法,這就在節(jié)點(diǎn)選取時保證了數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)選擇的隨機(jī)性。
[0018]隱私集群中,元數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)用來管理文件系統(tǒng)的命名空間,它將所有的文件和文件夾的元數(shù)據(jù)保存在一個文件系統(tǒng)樹中。數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)就是用來存儲數(shù)據(jù)文件的。隱私集群最基本的存儲單位是數(shù)據(jù)塊,這個數(shù)據(jù)塊可以理解和一般的文件里面的分塊是一樣的。
[0019]于是,當(dāng)選取了 K個數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)后,假設(shè)該次存儲數(shù)據(jù)發(fā)小為M,那么可以按照隨機(jī)原則將M進(jìn)行分割,保證MJM2+....+Mk=MW1 <64),即可,然后按照隨機(jī)性分配到K個數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)中,則共有K!種方式。因此,經(jīng)過以上選取數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)個數(shù)和分配數(shù)據(jù)兩個步驟,會產(chǎn)生(CklN+..*+Ck2N)XK!種情況,再加上分割數(shù)據(jù)的方法不止一種,假設(shè)會產(chǎn)生S種分割方法,那么對于一次數(shù)據(jù)存儲,就會有(CklN+..*+Ck2N)XK! XS種方法。每次選擇其中的一個方式,即每個被抽中的頻率為l/(CklN+...+Ck2N)XK! XS0根據(jù)大數(shù)定理(大數(shù)定律是指在隨機(jī)試驗中,每次出現(xiàn)的結(jié)果不同,但是大量重復(fù)試驗出現(xiàn)的結(jié)
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